不同比对方式下的洲际标准时间复现性能分析

中国科学院国家授时中心研制的标准时间复现系统具备支持洲际用户对标准时间频率信号的需求。本文以位于欧洲白俄罗斯明斯克的复现终端为分析对象,分析了共视、全视不同比对方式对复现时频信号性能的影响。对于洲际范围的时间复现,复现终端与参考端共同可视卫星数变少。单一卫星导航系统可利用的共视卫星数明显减少,GPS/BDS共视可明显增加可视卫星数量,提高共视时间比对精度,全视比对对两地共同可视卫星数没有要求。分析结果表明,单GPS全视比对就可以达到优于GPS/BDS的共视比对复现效果。受BDS卫星星间偏差的影响,基于单BDS全视比对的复现效果比GPS稍差,GPS/BDS全视比对效果略有改善。复现终端运行在GPS/BDS共视比对融合GPS全视比对模式复现的时频信号的性能最优,可以满足洲际范围内5 ns的时间同步要求,为后续洲际大尺度范围的标准时间复现终端的运行模式提供参考。

GPS共视法远距离时间频率传递技术研究

GPS共视法时间频率传递技术是目前时间频率远距离高精度量值传递的主要方法之一。详细介绍了共视法原理、GGTTS格式各参数的意义和计算方法。阐述了中国计量科学研究院近年来GPS共视法远程校准技术研究内容,介绍了NIM时间多通道接收机的基本构成和实际测量比对结果以及最终数据处理算法。

GPS近实时共视观测资料处理算法研究

GPS共视资料的高精度快速处理可实现近实时共视时间传递,常见的平滑方法不能满足近实时并视的要求。分析GPS共视资料特点,设计一种卡尔曼滤波算法,对共视资料进行近实时处理,以便削弱观测噪声,估计异地钟差。对相距2000多公里的中国科学院国家授时中心(NTSC)与日本通信综合研究所(CRL),和相距1000多公里的CRL与韩国计量科学研究院(KRIS)的共视观测资料处理结果表明:卡尔曼滤波算法所得钟差与根据BIPMT公报所得钟差的均方根误差分别优于2.9ns和2.6ns。为进一步提高比对精度,最后对近实时共视应用于多站点间相互比对的情况,提出在卡尔曼滤波算法基础上使用间接观测平差处理技术,根据共视网络中站点间距离设置观测权值,通过解矛盾方程组得到两站钟差。以NTSC、CRL和KRIS3站比对为例,以BIPMT公报得到的钟差为标准,对间接观测平差处理前后的数据比较表明,近实时比对精度可进一步提高。

一种新的多通道GPS共视资料的处理算法

提出了一种按仰角加权的多通道GPS共视资料处理算法 ,充分利用了所有观测数据 ,同时抑制了多径等因素影响 ,从而可提高共视比对精度。对日本邮政省通讯研究所 (CRL)和国家授时中心 (NTSC) 2 0 0 2年5月～ 2 0 0 3年 3月的多通道共视比对的处理结果表明 。

多通道GPS共视法时频传递接收机的研制

GPS共视法是国际上流行的远距离时间频率传递技术,核心是共视法接收机。我们成功研制了多通道GPS共视法时频传递接收机系统,硬件部分主要由自主研制的高精度时间间隔计数器和Motorola生产的VPONCORE GPS引擎组成,软件符合时间频率咨询委员会(CCTF)发布的GPS共视法数据处理软件标准化指南的要求,与单通道GPS定时接收机相比,界面更友好,操作更方便,具有很强的分析处理数据功能。经测试证明多通道GPS接收机零基线共钟共视时间比对的不确定度小于4 ns(仰角40°),与国外报道基本相同。

GPS共视法定时参数的研究

叙述利用GPS共视法进行时间比对时,标准数据格式(GGTTS)中各个参数的意义和实现方法。目前国际上各时间频率传递研究机构统一采用这种标准格式,各研究机构之间可方便地进行各地原子时标的比对。作者根据该格式编制了共视法软件,实现了GPS数据的接收和处理。

GPS共视技术中不确定度分析

介绍了使用同源共视技术进行频率校准的基本原理,在此基础上分析和评定了共视技术引入的不确定度。共视技术中不确定度主要是由参考原子钟的频率准确度、两地接收系统的不确定度、卫星的位置误差、接收天线的位置误差所构成。经过计算评定,在所有的影响不确定度的因素中,参考原子钟的频率准确度最为重要。

多通道单频GPS时间传递接收机NTSCGPS-1的性能分析

简要介绍了国家授时中心 (NTSC)为我国综合原子时 (JATC)项目研制的多通道单频GPS时间传递接收机NTSCGPS 1 ,并利用观测数据分析了NTSCGPS 1的各项性能。分析结果表明 ,NTSCGPS 1的系统稳定性好 ,观测精度较高 ,并具有较好的兼容性 ,可用于JATC的复建工作。

基于Motorola VP Oncore接收机的新型GPS共视时间传递系统

本文设计了基于MotorolaVPOncore接收机的新型GPS共视时间传递系统 ,用高分辨时间间隔计数器测量本地原子钟和GPS接收机输出秒信号的时差 ,通过读取导航电文得到GPST和指定卫星的时差 ,于是得到本地原子钟与指定星钟的时差 ,实现GPS共视法单站测量。为确保系统严格共视 ,使用多线程和同步监测机制设计了可靠的同步控制策略 ,两套系统的超短基线单通道共视比对结果表明 ,系统性能稳定 ,比对精度 (用原始共视数据的均方根表示 )不大于 4 .9ns.该系统可应用于SDH通信网时间同步、交换机时间同步等高精度定时领域 .

GPS共视时间比对中的电离层时延改正问题

众所周知 ,GPS共视是目前国际上主要的时间传递比对技术 ,其中扣除电离层时延是很重要的一个方面。介绍了如何采用国际GPS服务中心 (IGS -Interna tionalGPSService)公布的电离总电子含量 (TEC—TotalElectronContent)图来进行电离层时延改正。结果表明 :对于单频GPS接收机 ,采用TEC图作电离层时延改正后的单站定时和共视比对精度比用理论模型作改正的精度有很大的提高。通过比较还表明 ,亚太地区的时间实验室之间的时间传递精度比欧美地区的要低 ,这可能是因为亚太地区用于测量TEC的IGS测站少 ,因而导致该地区的TEC的精度较低。

多通道时间传递接收机NTSCGPS-1的研制与测试

近 2 0年来 ,GPS共视 (GPSCV)技术作为一种主要技术被用于TAI时间比对。GPS时间传递接收机是进行GPSCV时间比对的主要设备。介绍了中科院国家授时中心采用MotorolaVPOncoreGPSOEM板、GT2 0 0计数器研发的高精度、多通道GPS时间传递接收机NTSCGPS - 1的原理和特点。并通过实际观测数据分析 ,认为NTSCGPS - 1的观测噪声水平与其它时间传递接收机相当 ,并有较好的兼容性。

IGS产品在GPS时间比对中的应用

在利用GPS CV(GPS Common View)技术进行高精度时间比对时,电离层和卫星位置误差对观测到的卫星信号的影响是不容忽视的,需要对它进行精确的估计和改正.讨论IGS精密星历和CODE全球总电子含量图(TEC MAPs)在GPS时间传递中的应用.计算结果表明,采用IGS产品可有效提高单站定时和远距离时间传递的精度.

GPS共视资料的处理和分析

由不同地点的时间实验室的原子钟组成的时间尺度 (例如TAI) ,要求这些时间实验室之间的时间比对手段的稳定性与所用的原子钟的稳定性相匹配 .GPSCV是目前国际上最广泛采用的时间比对手段 ,它的数据处理和误差分析是提高这种技术的精度和准确度所必不可少的 .CLR

用于JATC远程时间比对的双频GPS接收机

中国科学院国家授时中心为“我国综合原子时(JATC)建立与保持的研究”项目研制的双频多通道GPS时间传递接收机NTSCGPS-2,不仅具有远程时间比对的功能,还增加了我国综合原子时需要的本地钟比对功能和精密定位功能。在不增加其它比对设备的情况下,满足JATC项目对远程时间比对的要求。NTSCGPS-2具有如下性能特点:(1)采用双频观测,可实测电离层时延;(2)远程(西安-上海、西安-澳门)时间比对精度达到2ns;(3)具有本地钟间的比对功能,在正常共视观测的同时,还可进行2个本地钟间的比对;(4)具有精密定位功能,相对定位精度为5cm。

GPS共视接收机短期观测资料处理算法研究

提出了一种新的基于总体最小二乘数据拟合的短期观测资料处理算法 ,同时考虑测量时刻和时差测量值的不确定性 ,可提高共视接收机输出的单站数据精度。超短基线单通道共视测量数据表明 ,使用新算法后 。

关于GPS测时精度与共视问题

讨论并澄清实际工作中发现的一些问题和模糊认识，这些问题涉及GPS在时间比对方面的方法、精度、国际GPS共视观测的意义．文章分析了GPS接收机时间比对中可能出现的问题及其影响。

基于GPS共视法的原子频标远程校准技术

基于GPS共视法远程校准原理,在上海市计量测试技术研究院与华东师范大学之间搭建了GPS共视比对远程校准系统。利用该系统为华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室(科技部)的铷原子频率标准装置提供远程校准服务。基于30 d CGGTTS标准格式文件的实验数据和所编制的数据分析软件,分别计算出铷原子频率标准的相对频率偏差、相对频率准确度、频率日漂移率和日稳定度。实验结果表明,这些参数满足技术规范提出的技术指标要求。该GPS共视比对远程校准系统具备正确性、稳定性和可靠性的优点,能够为铷原子频率标准装置提供可行的远程量值溯源服务。

基于RTKLIB精密单点定位的时频应用研究

溯源比对装置具备基于导航卫星系统的远程时间溯源功能,将其部署于两地能够溯源至主站实验室展开时差的共视比对,从而构建起时频溯源比对体系,实现两地的高精度时间同步。溯源比对装置接收卫星信号并进行伪距测算时,受到电离层延迟等因素干扰,不利于溯源比对装置进行定位。为提升溯源比对能力,降低共视比对不确定度,需探究单站定时稳定度与定位精度间的相关性。对北京无线电计量测试研究所(BIRMM)连续三个月的共视文件进行解算,可得单站定时稳定度在0.6~1.6 ns范围波动;采用精密单点定位算法解算导航定位文件及精密星历,可得东北天方向定位精度。定位精度与单站定时稳定度曲线波动趋势呈现一致性,利用线性回归分析得到定位精度可解释5.7%的单站定时稳定度变化,表明二者具有弱相关性,即提升单点定位精度对降低共视比对不确定度具有正向影响。

GPS共视接收机恒温系统的研制

温度变化对于利用GPS共视技术进行高精度远程时间比对的影响是不容忽视的。结合GPS共视接收机的工作特点,研制了与之相适应的温度控制系统。该系统使用数字式温度传感器DS1624为测温器件,选用自适应PID控制算法为系统温度控制算法,电路设计上采用基于I2C总线设计和防电磁干扰设计;因此系统具有电磁干扰小、实时性好、可靠性高和控温精度高等特点。测试结果表明该系统控温精度可达0.5℃,可满足GPS共视接收机的工作需求。

应用样条函数处理GPS共视数据

为克服Vondrak方法平滑GPS共视比对数据的两端效应和缺值点处的插值问题,应用样条函数平滑和插值方法对NTSC和CRL的GPS共视数据进行了分析研究。结果表明:这种方法可解决Vondrak平滑方法的两端效应现象;与CircularT的数据比较,用样条函数平滑数据之后,再进行三次样条插值,缺值点的内符合精度有所提高,整体内符合精度也有所提高。